CN1180242C - 冲压钢板极图数据的快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冲压钢板极图数据的快速检测方法，属于X射线检测技术领域。本发明是在晶面指数为{110}、{200}、{211}、{220}、{310}、{222}、{321}、{400}的8个不同极图中任选2至6个晶面指数作为待测极图，在X射线二维探测系统α角5π/36～13π/36的范围内以及β角连续π/2的范围内同时测量各极图数据。利用这些数据可以保证所计算的取向分布函数和反算完整极图的精度与传统测算方法一致，而检测时间约为传统检测方式的百分之一，从而在提高测量速度的同时，进一步提高在线测量的精度，适合工业应用。

Description

冲压钢板极图数据的快速检测方法

技术领域：

本发明属于X射线检测技术领域。

背景技术：

冲压钢板是当今钢铁冶金企业重要的高技术钢铁产品。这类钢板的织构及其相应的塑性变形各向异性使之具有极为优良的深冲压变形能力，并主要在汽车工业得到了广泛的应用。传统的织构及相应塑性应变比的检测通常采用离线的方式进行。这种检测方式的缺点表现为具有破坏性、非即时性、非连续性等，不能满足大规模现代化钢材生产的需求。

超深冲的无间隙原子钢板和普通冲压钢板的开发与大规模生产使得现代化冶金生产企业以及汽车工业非常迫切地寻求建立一种在线无损检测技术，以便监督生产流程并监视与钢板各向异性密切相关的塑性应变比的稳定性。这种在线检测技术主要用在钢板的连续生产线上，可快速、连续、无损地检测钢板性能。

塑性应变比是表示钢板冲压性能的重要参数。文献Arch.Eisenhüttenwes.，52(1981)，407-411中Bunge，H.J.提出在线检测首先要检测到钢板的极图数据，然后依据极图数据，并借助取向分布函数和一定的塑性变形模型来计算钢板的塑性应变比，其中未能解决的一个关键环节在于快速、准确地获取大量极图数据。

在实验室人们往往借助中子、X射线或电子束等射线通过单点(零维)极图数据记录模式，经很长时间测得若干组极图数据，并由此算出较为准确的取向分布函数，这种方法由于复杂、费时，显然不能用于生产现场的在线检测。据文献Stahl u.Eisen.105(1985)，509-516报道Bttcher和Kopineck等人开发了一种X射线在线测量深冲钢板极图数据的技术。这种技术的要点在于把极图数据的传统单点(零维)记录方式改进成一维多点的能谱探测器记录方式，瞬时可记录二、三十个极图数据。该方法提高了极图数据的记录速度，并由此算出简化的取向分布函数。这一技术已被应用于德国Thyssen Krupp钢铁公司深冲钢板生产线。但北京科技大学学报，18(1996).p.136-140中毛卫民等人对在线检测技术的研究表明，过于简化的取向分布函数会明显影响在线检测织构的精度。在实验室通常需要检测数千个极图数据用以计算准确的取向分布函数；仅利用二、三十个极图数据所计算出来的简化取向分布函数只具有较低的精度，因此用Bttcher和Kopineck的方法所测算出钢板性能的准确度不够高。这也是Thyssen Krupp钢铁公司所开发深冲钢板在线检测技术至今没有太大实用价值的原因。

发明内容：

本发明针对深冲钢板在线测量极图中存在的速度慢和测量不准确问题，提出一种在二维X射线探测系统的基础上快速检测冲压钢板极图的方法，从而在提高测量速度的同时，进一步提高在线测量的精度，以适合工业应用。

本发明在晶面指数为{110}、{200}、{211}、{220}、{310}、{222}、{321}、{400}的8个不同极图中任选2至6个晶面指数作为待测量的极图；在X射线二维探测系统的探测平面能够记录的空间范围内同时记录这些极图的相关数据。其测量范围为：α角为5π/36～13π/36，β角为在0～2π区域内任取连续的四分之一，即测量跨度为π/2，如图2所示的灰色区域。

利用传统的实验室检测方法和本发明所表达的方法，分别如图1和图2所示。从图1中可知获取极图数据的空间角度范围，其中α角的取值范围是0～π/2，β角的取值范围是0～2π，通常为了计算取向分布函数，往往需要利用X射线反射法在0至略小于π/2的α角范围内以及0至2π的β角范围内，即图1的灰色区域，测量若干个{hkl}晶面指数不同的极图数据组，涉及数千个极图数据：并由此计算高精度的取向分布函数。对比图2，本发明的研究工作表明：一方面在保证取向分布函数精度的基础上，根据冲压钢板的织构特征和对称性可以适当减少检测不同{hkl}极图的极图数据量；另一方面把传统极图数据单点(零维)的记录方式改进成了二维的瞬时大量记录模式，使本发明所选取的测量范围可以获得传统测量方式所能得到的数千个极图数据中最重要的数百个极图数据，这些数据可以保证所计算的取向分布函数以及反算的完整极图的精度与传统测算方法一致，而检测时间约为传统检测方式的百分之一，从而可以极大地提高记录速度。

附图说明：

图1为常规获取极图数据的范围(灰色区)，在球坐标系中给出纬度角α或极距角和经度角β所涉及角度范围的平面投影图；

图2为本发明所需获取极图数据的范围(灰色区)，在球坐标系中给出纬度角α或极距角和经度角β所涉及角度范围的平面投影图：

图3为借助传统图1区检测方法获得的超深冲压无间隙原子钢板完整的{110}反算极图(极图密度水平：细线：1.5，粗线：2.0)；

图4为借助二维探测系统图2区检测方法获得的超深冲压无间隙原子钢板完整的{110}反算极图(极图密度水平：细线：1.5，粗线：2.0)。

具体实施方式：

分别利用图1和图2所示的方法和区域，对国产超深冲压无间隙原子钢板的{110}、{200}和{211}等3个极图的数据进行了检测。其测量范围为：α角为5π/36～13π/36，以连续方式测量；β角测量跨度为π/2，取值间隔为π/36。然后利用常规的级数展开法计算相应的取向分布函数并反算完整的{110}极图。其结果如图3、图4所示。可以看出二者基本一致，显示了本方法具有较高精度，适合工业应用。

Claims (1)

1、一种利用二维X射线探测系统快速检测冲压钢板极图的方法，其特征为：在晶面指数为{110}、{200}、{211}、{220}、{310}、{222}、{321}、{400}的8个不同极图中任选2至6个晶面指数作为待测极图；在X射线二维探测系统的探测纬度角α的5π/36～13π/36以及经度角β在0～2π区域内任取连续的四分之一的范围内同时测得各极图的相关数据。

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